JPH0810764Y2 - 積層型熱交換器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、例えばカークーラー用蒸発器や産業用ラ
ジエータ、オイルクーラーとして使用されるような積層
型熱交換器、即ち冷媒通路を有する複数枚の板状チュー
ブエレメントが、相互間にフィンを包含する空気流通間
隙を介して積層された形式の熱交換器に関する。

従来の技術 この種積層型熱交換器として、チューブエレメント
を、端部にタンク部を有するものに構成し、かかるチュ
ーブエレメントをタンク部相互を連通した状態にしてか
つ相互間にフィンを介して積層したものが知られてい
る。

而して、かかる積層型熱交換器においては、一般に、
冷媒出入口部を構成するヘッダーが前記タンク部に連通
状態に設けられる。

従来、上記ヘッダーとしては、第９図に示すように、
断面矩形の管材の一端部を、管材の厚さ方向の両側壁を
均等に延伸して断面円形の円筒部（101）に変形させる
とともに、偏平部（102）の一側部に接続孔（103）を設
け、かつ偏平部（102）の端部（104）を密封してなる構
成のヘッダー（100）が用いられている。而して、上記
偏平部（102）は、第10図に示すように、最外側のチュ
ーブエレメント（110）の外面に配置されてそのタンク
部（111）に上記接続孔（103）を介して連通接続され、
かつ円筒部（101）には、冷媒入口管または出口管（図
示せず）が接続される構成になっている。

なお、第10図において、（112）はサイドプレート
で、最外側のコルゲートフィン（113）を被覆して、熱
交換器本体（114）の側面を構成している。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら、上記ヘッダー（100）を用いた従来の
熱交換器では、第10図の寸法ｌで示すように、ヘッダー
（100）の円筒部（101）の外周が熱交換器本体（114）
の側面よりも外方へはみ出すため、この分熱交換器ケー
ス（図示せず）の寸法が大きくなってコスト高になると
か、設置スペースの制約を受けるとかの問題があった。

一方、上記問題点の解決策として、例えば実開昭61−
169364号公報記載のように、熱交換器本体内にヘッダー
を組込むようにしたものが知られているが、この場合に
は、組立作業が繁雑になり、結果としてコストアップと
なる問題が派生するものであった。

この考案は、前記のような技術的背景のもとになされ
たものであって、ヘッダーが熱交換器本体の側面よりも
外方へはみ出るのを防止して、熱交換器ケースの寸法を
縮小し、かつ組立作業も容易に行いうる積層型熱交換器
を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 而してこの考案は、端部に連通タンク部を有するチュ
ーブエレメントとフィンとが交互配置に複数段積層され
るとともに、最外側のフィンの外側にサイドプレートが
配置されて熱交換器本体が形成され、かつ最外側のチュ
ーブエレメントの外面に、前記タンク部と冷媒入口管ま
たは同出口管とを連通するヘッダーが設けられた積層型
熱交換器において、前記ヘッダーは前記タンク部と接続
される第１の接続部と、該第１の接続部に連続して形成
され冷媒入口管または同出口管に接続される第２の接続
部とからなり、前記第１の接続部が断面矩形に形成され
る一方、前記第２の接続部が断面円形に形成され、前記
第２の接続部の軸線は、第１の接続部の軸線に対して平
行でありかつ熱交換器本体の内方側に片寄って配置され
ており、前記第１の接続部と第２の接続部の側面は平面
視一直線状をなすとともに、該側面が熱交換器本体の側
面と同じか内方に位置した状態で前記ヘッダーが設けら
れていることを特徴とする積層型熱交換器を要旨とする
ものである。

実施例 次にこの考案の構成を、カークーラー用のアルミニウ
ムないしはその合金製蒸発器に適用した実施例に基いて
説明する。なお以下の記述において、アルミニウムの語
はその合金を含む意味で用いる。

第６図に示すように、この考案に係る蒸発器用熱交換
器では、板状チューブエレメント（１）とコルゲートフ
ィン（２）とが左右方向に交互配置に積層されるととも
に、両最外側のコルゲートフィンの外側にサイドプレー
ト（６）（６）が配置されて熱交換器本体（３）が形成
され、かつ右最外側のチューブエレメント（1A）に冷媒
入口用のヘッダー（４）が、かつ左最外側のチューブエ
レメント（1B）に冷媒出口用のヘッダー（５）がそれぞ
れ配置された状態で、これらが一括ろう接により接合一
体化されている。

前記チューブエレメント（１）は、第７図および第８
図のように、一端部に併設された膨出状の入口タンク部
（７）及び出口タンク部（８）を有し、さらに両タンク
部に連通する偏平管部（９）を有している。そして各タ
ンク部には冷媒流入孔（10）と流出孔（11）とが形成さ
れており、各チューブエレメント（１）は流入孔相互及
び流出孔相互を連通状態にしてタンク部（７）（８）に
おいて相互に連結一体化されている。この板状チューブ
エレメント（１）は、２枚の皿状コアプレート（1a）
（1a）をその周端接合面（1b）において対向状に重ね合
せ、ろう接一体化されることで形成されてなる。

前記コアプレート（1a）はプレス加工により形成され
たもので、その材料として心材の表裏両面に前記一括ろ
う付のためのろう材がクラッドされたブレージングシー
トが用いられている。かつ、コアプレート（1a）の内面
即ち内側対向面には、入口タンク部（７）から出口タン
ク部（８）に至る冷媒通路（12）を矢印（R1）で示すご
とくＵターン形に形成するために、中央部縦方向に中間
の位置まで仕切壁（1c）が形成されるとともに、該通路
を流れる冷媒を撹乱させて伝熱効率を向上するための多
数のリブ（1d）が突出形成されている。

前記コルゲートフィン（２）はチューブエレメント
（１）の幅と同程度の幅を有し、両側に位置するチュー
ブエレメントにろう付されている。コルゲートフィン
（２）はルーバーを切り起こしたものが用いられてい
る。

一方、第１図〜第４図に示すように、冷媒出口用のヘ
ッダー（５）は、左最外側のチューブエレメント（1B）
の出口タンク部（８）に接続される第１の接続部（5a）
と、冷媒出口管（14）に接続される第２の接続部（5b）
とからなっている。そして、第１の接続部（5a）は断面
矩形に形成され、かつ第２の接続部（5b）は断面円形に
形成されるとともに、前記第２の接続部（5b）の軸線
は、第１の接続部（5a）の軸線に対して平行であり、か
つ熱交換器本体（３）の内方側、つまり矢印Ａ方向（第
２図）に片寄って配置されている。かつまた前記第１の
接続部（5a）と第２の接続部（5b）の側面（5c）は平面
視一直線状をなすとともに、第１の接続部（5a）の内面
側には楕円形の接続孔（5d）が設けられ、さらに接続部
（5a）の先端は蓋体（5e）により閉塞されている。

而して上記ヘッダーは次のようにして製作されてい
る。即ち、第５図（ａ）に示すように、ヘッダー素材と
して一辺が厚肉部（5f）となった断面矩形パイプ（5g）
を用意して、そのパイプ（5g）の一端部において、第５
図（ｂ）に示すように、上記厚肉部（5f）をプレス加工
等により拡管方向に延伸させつつ断面円形に変形させる
ことによって、前述のようなヘッダー（５）を得たもの
である。このように、一辺が厚肉部（5f）となった断面
矩形パイプ（5g）を素材として用いることにより、断面
円形に拡管変形された第２の接続部（5b）の肉厚を均一
にできる。

なお、上記冷媒出口管（14）は、スリーブ（15）によ
りヘッダー（５）に同心状に連結されるとともに、アル
ゴン溶接部（16）により液密に一体接合されている。

一方、第１図に示すように、左最外側のチューブエレ
メント（1B）の外面側コアプレートは、タンク部のない
平坦な状態で冷媒流出孔（11）のみが穿設されたものが
用いられている。さらにこの流出孔（11）の外縁には、
前記ヘッダー（５）の接続孔（5d）に適合するつば部
（13）が形成されている。そして、ヘッダー（５）はそ
の接続孔（5d）をつば部（13）に嵌合されて位置決めさ
れることにより、ヘッダー内部の冷媒通路（5h）がチュ
ーブエレメント（1B）の冷媒流出孔（11）に連通状態に
接続されており、かつこの状態で前述した一括ろう付に
よりチューブエレメント（1B）に液密に封止固定されて
いる。而して、この状態では、第２図のように、ヘッダ
ー（５）の平面視一直線状の側面（5c）はサイドプレー
ト（６）の外面とほぼ面一になるように設定されてい
る。一方、ヘッダー（５）の断面円形の第２の接続部
（5b）は、前述のように、その軸線が第１の接続部（5
a）の軸線に対して平行でありかつ熱交換器本体（３）
の内方側に片寄って配置されているので、ヘッダー
（５）は熱交換器本体（３）の側面、つまりサイドプレ
ート（６）よりも外方へはみ出すことがない。

また、上記構成では、ヘッダー（５）が左最外側のチ
ューブエレメント（1B）の外面側に設けられるので、組
立作業の容易性を損うこともない。

なお、ヘッダー（５）の第２の接続部（5b）は断面真
円状のものとなっているが、楕円状のものとしても良
い。

一方、冷媒入口用のヘッダー（４）も上記ヘッダー
（５）と同様に構成されて右最外側のチューブエレメン
ト（1A）の冷媒流入孔（10）に接続されており、詳細な
説明は省略する。

前記構成の熱交換器では、冷媒は、ヘッダー（４）か
ら右最外側のチューブエレメント（1A）の入口タンク部
（７）に供給されたのち、各チューブエレメントの冷媒
通路（12）をＵターン形に流通してそれぞれの出口タン
ク部（８）に至り、最終的に左最外側のチューブエレメ
ント（1B）の冷媒流出孔（11）からヘッダー（５）内を
流通して冷媒出口管（14）に流出する。そして、冷媒が
各チューブエレメント（１）を流れるとき、隣接チュー
ブエレメント（１）（１）間に形成されたコルゲートフ
ィン（２）を含む空気流通間隙を流通する空気との間で
熱交換が行われる。

考案の効果 以上説明したように、この考案に係る熱交換器によれ
ば、ヘッダーは前述タンク部と接続される第１の接続部
と、該第１の接続部に連続して形成され冷媒入口管また
は同出口管に接続される第２の接続部とからなり、前述
第１の接続部が断面矩形に形成される一方、前記第２の
接続部が断面円形に形成され、前記第２の接続部の軸線
は、第１の接続部の軸線に対して平行でありかつ熱交換
器本体の内方側に片寄って配置されており、前記第１の
接続部と第２の接続部の側面は平面視一直線状をなすと
ともに、該側面が熱交換器本体の側面と同じか内方に位
置した状態で前記ヘッダーが設けられているので、これ
によりヘッダーが熱交換器本体の側面よりも外方へはみ
出るのを抑制しえて、熱交換器ケースの寸法を縮小する
ことができ、ケースへの収納性を向上できる。もとよ
り、上記ヘッダーは最外側のチューブエレメントの外面
側に配置されるものであって熱交換器本体内に組込まれ
るものではないから、組立作業の容易性を何ら損うこと
はない。

加えて、ヘッダーは、第１の接続部と第２の接続部の
側面が平面視一直線状をなす状態となされ、第２の接続
部の軸線が第１の接続部の軸線に対して平行でありかつ
熱交換器本体の内方側に片寄って配置されたものに構成
されているから、ヘッダーを屈曲させることなく真直ぐ
な状態のままで熱交換器本体からの側方突出を防止で
き、屈曲に伴う屈曲部の潰れ等の不都合を回避できる効
果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図はこの考案の一実施例を示すもので、第
１図はヘッダーを熱交換器本体に取り付ける前の斜視
図、第２図はヘッダーを熱交換器本体に取り付けた状態
の要部断面図、第３図は第２図の平面図、第４図は第３
図のIV−IV線断面図、第５図はヘッダーの製作過程を示
す図、第６図は熱交換器全体の正面図、第７図はチュー
ブエレメントを構成する１対のコアプレートを分離した
状態で示す斜視図、第８図はチューブエレメントの断面
図、第９図及び第10図は従来例を示すもので、第９図は
ヘッダーの斜視図、第10図はヘッダーを熱交換器本体に
取り付けた状態の一部破断側面図である。 （１）……チューブエレメント、（２）……フィン、
（３）……熱交換器本体、（４）（５）……ヘッダー、
（5a）……第１の接続部、（5b）……第２の接続部、
（5c）……側面、（７）（８）……タンク部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 佐々木 広仲 大阪府堺市海山町６丁224番地 昭和アル ミニウム株式会社内 (56)参考文献 実開 昭56−58059（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−94659（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−141165（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】端部に連通タンク部を有するチューブエレ
   メントとフィンとが交互配置に複数段積層されるととも
   に、最外側のフィンの外側にサイドプレートが配置され
   て熱交換器本体が形成され、かつ最外側のチューブエレ
   メントの外面に、前記タンク部と冷媒入口管または同出
   口管とを連通するヘッダーが設けられた積層型熱交換器
   において、 前記ヘッダーは前記タンク部と接続される第１の接続部
   と、該第１の接続部に連続して形成され冷媒入口管また
   は同出口管に接続される第２の接続部とからなり、 前記第１の接続部が断面矩形に形成される一方、前記第
   ２の接続部が断面円形に形成され、 前記第２の接続部の軸線は、第１の接続部の軸線に対し
   て平行でありかつ熱交換器本体の内方側に片寄って配置
   されており、 前記第１の接続部と第２の接続部の側面は平面視一直線
   状をなすとともに、該側面が熱交換器本体の側面と同じ
   か内方に位置した状態で前記ヘッダーが設けられている
   ことを特徴とする積層型熱交換器。
2. 【請求項２】ヘッダーは、一辺が厚肉部となった断面矩
   形パイプの一端部を、前記厚肉部を拡管方向に延伸させ
   て断面円形に変形させることにより形成された実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の積層型熱交換器。